Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых газопроводов

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.37 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Пермский государственный технический университет»

Т. Н. Белоглазова

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ГАЗО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬН Ы Х СЕТЕЙ

И З ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Учебное пособие

Издательство Пермского государственного технического университета

2010

УДК 629.063.01 Б43

Рецензенты:

эксперт по промышленной безопасности

опасных производственных объектов Ростехнадзора канд. техн. наук В. И. Виноградов (ООО ИТЦ «Таранке»);

канд. техн. наук, доцент А. В. Гришкова (Пермский государственный технический университет)

Белоглазова, Т. Н.

Б43 Проектирование газораспределительных сетей из поли­ этиленовых газопроводов: учеб, пособие / Т. Н. Белоглазо­ ва.— Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010.— 177 с.

ISBN 978-5-398-00306-2

Детальнорассматривается современныйподходкрасчету ипроектированию системгазораспределения отдельныхобъектов и населенных пунктов с использованием полиэтиленовых газопроводов.

Освещается широкий спектр вопросов, что позволяетпри проектирова­ нии обеспечить разработку надежной газораспределительной системы, при­ водятся примеры расчетов исправочныематериалы.

Предназначено для студентов специальности «Теплогазоснабжение, вентиляция и охранавоздушногобассейна», атакжедля специалистов, зани­ мающихся проектированиемсистемгазораспределения.

УДК 629.063.01

ISBN 978-5-398-00306-2

© ГОУ ВПО

 

«Пермский государственный

 

технический университет», 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Предисловие...........................................................................................

6

Введение................................................................................................

7

1. Газораспределительные системы городов и населенных пунктов.....

9

1.1. Общие сведения о структуре газораспределительных систем....

9

1.2. Основные свойства газового топлива.........................................

12

Контрольные вопросы.................................................................

17

2. Область применения, свойства и элементы полиэтиленовых

 

газопроводов......................................................................................

18

2.1. Область применения и характеристика полиэтиленовых

 

газопроводов................................................................................

18

2.2. Элементы полиэтиленовых газопроводов и арматура................

25

2.3. Сооружения на газопроводах......................................................

36

Контрольные вопросы.................................................................

43

3. Газорегуляторные пункты..................................................................

44

3.1. Принципиальная схема и основное оборудование

 

газорегуляторных пунктов..........................................................

44

3.2. Основы расчета оборудования ГРП............................................

50

3.3. Определение количества ГРП в газораспределительной сети

 

города..........................................................................................

55

Контрольные вопросы.................................................................

57

4. Проектирование газораспределительных сетей из полиэтиленовых

 

труб....................................................................................................

58

4.1. Общие сведения о проекте газораспределительной системы......

58

4.2. Общие требования к трассе полиэтиленовых газопроводов.......

60

4.3. Проектирование стальных вставок на полиэтиленовых

 

газопроводах...............................................................................

65

3

4.4. Проектирование полиэтиленовых газопроводов в особых

 

природных и климатических условиях.......................................

66

Контрольные вопросы.................................................................

68

5. Определение расчетных расходов газа и гидравлический расчет

 

полиэтиленовых газораспределительных сетей.................................

69

5.1. Определение годовых и расчетных часовых расходов газа

 

потребителями.............................................................................

69

5.2. Методика определения потерь давления на участках.................

76

5.3. Определение расчетных часовых расходов газа по участкам

 

сети..............................................................................................

85

5.4. Выбор расчетного перепада давления в сети..............................

89

Контрольные вопросы.................................................................

90

6. Расчет полиэтиленовых газопроводов на прочность..........................

92

6.1. Нагрузки, действующие на полиэтиленовый газопровод...........

92

6.2. Расчет прочности полиэтиленовых газопроводов.......................

94

6.3. Определение величины балластировки полиэтиленовых

 

газопроводов...............................................................................

100

6.4. Обеспечение допустимой овальности и устойчивости круглой

 

формы поперечного сечения полиэтиленовых труб...................

107

Контрольные вопросы................................................................ .

113

Список литературы.................................................................

114

Приложение I. Минимальные расстояния между подземными

 

коммуникациями (извлечение из СП 42-101-2003)...............................

115

Приложение II. Классификация грунтов по степени пучинистости

 

при замерзании.......................................................................

117

Приложение 1П. Диаметры футляров.....................................

118

Приложение IV. Значение расчетной массы полиэтиленовых труб

 

(извлечение из ГОСТ Р 50838)................................................

120

Приложение V. Данные для расчета прочности газопровода

 

при сейсмических воздействиях.............................................

.121

Приложение VI. Определение температурного поля грунта

 

при бесканальной прокладке тепловых сетей.........................

122

Приложение VII. Нормы расхода газа на коммунально-бытовые

 

нужды (извлечение из ГОСТ Р 51617)....................................

128

4

Приложение VIII. Коэффициенты часового максимума......................

131

Приложение IX. Коэффициент одновременности для жилых домов....

133

Приложение X. Таблицы гидравлического расчета газопроводов

 

высокого и среднего давления................................................................

134

Приложение XI. Таблицы гидравлического расчета газопроводов

 

низкого давления.....................................................................................

148

Приложение XII. Определение укрупненного показателя

 

максимального расхода теплоты на отопление зданий...........................

162

Приложение ХШ. Соотношения между единицами физических

 

величин....................................................................................................

164

Приложение XIV. Элементы соединения полиэтиленовых

 

газопроводов............................................................................................

165

Приложение XV. Расчет пропускной способности

 

предохранительных сбросных клапанов (извлечение

 

из ГОСТ 12.2.085-82).............................................................................

173

Приложение XVI. Условные обозначения..............................................

175

ПРЕДИСЛОВИЕ

В данном учебном пособии излагаются теоретические и прак­ тические основы проектирования газораспределительных систем, а также рассматривается широкий круг вопросов по проектирова­ нию газораспределительных сетей с использованием полиэтилено­ вых труб в соответствии с учебной программой дисциплины «Газо­ снабжение».

Учебное пособие предназначено для теоретической подготовки студентов дневной и заочной форм обучения по специальности «Теплогазоснабженис, вентиляция и охрана воздушного бассейна». В целях успешной реализации образовательного процесса необхо­ димо обеспечить студентов методическими, учебными, справочны­ ми материалами для самостоятельной работы. Поэтому в пособии наряду с теоретическими сведениями широко представлены спра­ вочные материалы, необходимые для практической работы над кур­ совыми и дипломными проектами по газоснабжению. Все материа­ лы отражают современные нормативные требования к проектиро­ ванию газораспределительных систем из полиэтиленовых труб и отличаются практической направленностью. В пособии подробно рассматриваются теоретические и практические вопросы: выбор материала трубопроводов, требования к трассе газопроводов, вы­ полнение гидравлических расчетов. В основной части пособия при­ водятся теоретические основы и примеры решения конкретных за­ дач проектирования газораспределительных сетей. В приложениях даны справочные материалы, которые необходимы при проектиро­ вании газораспределительных систем. Изложенные материалы не могут претендовать на оригинальный характер, так как в большей части представлены уже известные для специалистов данные, кото­ рые содержатся в литературных, нормативных и справочных источниках.

6

ВВЕДЕНИЕ

Развитие газоснабжения является одним из определяющих фак­ торов в социальном развитии, в промышленности и экономике Рос­ сии в целом. На современном этапе система газоснабжения интен­ сивно развивается экономически и технологически. Внедрение но­ вых материалов, технологий, методов монтажа газопроводов способствует повышению качества и надежности системы газо­ снабжения.

Развитие системы газоснабжения позволяет улучшить условия жизни населения. При работе технологического оборудования на газовом топливе увеличивается коэффициент полезного действия, снижается количество выбросов вредных веществ, в целом совер­ шенствуется технологический процесс. По сравнению с твердым и жидким топливом газ имеет ряд технологических преимуществ при транспортировке и эксплуатации.

Необходимость повышения индустриализации строительства газораспределительных систем и обеспечения их высокой надежно­ сти требует использования высококачественных материалов. При­ менение полиэтиленовых газопроводов способствует сокращению сроков строительства, увеличивает срок службы и надежность сис­ тем газораспределения.

Полиэтиленовые газопроводы широко используются для строительства подземных газопроводов. В 2002 г. введены в дейст­ вие СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы». В 2003 г. введены в действие СП 42-103-2003 «Проектирование и строитель­ ство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изно­ шенных газопроводов», СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб». Данные документы оп­ ределили область применения, основные принципы проектирова­ ния, строительства и реконструкции газопроводов из полиэтилено­ вых труб.

Обучение студентов проектированию газораспределительных систем с учетом современных требований и технологий является

7

актуальной задачей. Выбор технически грамотных решений повы­ шает надежность систем газораспределения, снижает их себестои­ мость.

В пособии рассматривается ряд дополнительных вопросов, ко­ торые являются общими при проектировании как газовых сетей из полиэтилена, так и металлических газопроводов. Поэтому разделы, в которых приводится методика определения расчетных часовых расходов газа, подбор оборудования газорегуляторных пунктов, выбор арматуры, могут рассматриваться вне зависимости от мате­ риала трубопроводов.

1.ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ГОРОДОВ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

1.1. Общие сведения о структуре газораспределительных систем

Газораспределительная система — это производственный иму­ щественный комплекс технологически, организационно и экономи­ чески взаимосвязанных объектов, предназначенных для транспор­ тировки и подачи газа непосредственно потребителям. Основными технологическими элементами газораспределительной системы яв­ ляются газопроводы, газорегуляторные пункты, газовое оборудова­ ние, а также автоматизированные системы процесса распределения газа и устройства электрохимической защиты от коррозии.

Сложность системы газораспределения зависит от категорий потребителей газа и от местных условий проектирования. В системе газоснабжения могут присутствовать как одна категория потребите­ лей, так и несколько. В зависимости от количества ступеней исполь­ зуемого давления системы газораспределения бывают одноступен­ чатыми, двухступенчатыми, трехступенчатыми и многоступенчаты­ ми. В одноступенчатой системе используется газ одного давления, в двухступенчатой— двух давлений, в трехступенчатой— трех дав­ лений. Многоступенчатые газораспределительные системы обеспе­ чивают газом всех категорий давлений. Одноступенчатые системы применяют для газоснабжения небольших населенных пунктов. Многоступенчатую, двух- и трехступенчатую системы предусматри­ вают для крупных городов и промышленных центров.

Газопроводы служат для транспортировки газа, на их сооруже­ ние приходится до 70.. .80 % всех капитальных затрат. Для снижения давления и регулирования подачи газа на газопроводах устанавлива­ ются газорегуляторные пункты (ГРП). Все большее распространение получают газорегуляторные пункты шкафного типа (ШРП).

По давлению транспортируемого газа различают следующие категории газопроводов:

высокого давления I категории — от 0,6 до 1,2 МПа; высокого давления II категории — от 0,3 до 0,6 МПа;

9

среднего давления — от 0,005 до 0,3 МПа; низкого давления — до 0,005 МПа.

Газопроводы с давлением газа свыше 1,2 МПа, проложенные по территории промышленных предприятий к парогазовым и газо­ турбинным установкам, относятся к категории 1а высокого давле­ ния. Классификация газопроводов по давлению определяет требо­ вания по проектированию той или иной категории газопроводов.

В зависимости от расположения газопроводы могут быть внут­ ренними и наружными. Наружные газопроводы городов, межпо­ селковые, внутриквартальные, межцеховые могут прокладываться надземно, наземно, подземно и подводно. Внутренние газопроводы прокладываются внутри зданий различного назначения по стенам и перегородкам открытым или закрытым способом.

По назначению в системах газораспределения различают рас­ пределительные газопроводы, абонентские ответвления, газопрово­ ды-вводы, внутридомовые. Распределительные наружные газопро­ воды транспортируют газ от источника газоснабжения до газопрово­ да-ввода или до конкретного объекта. Абонентские ответвления служат для подачи газа от распределительных сетей до отключающе­ го устройства отдельных потребителей, например внутрикварталь­ ные газопроводы. Газопровод-ввод обеспечивает подачу газа от от­ ключающего устройства до внутреннего газопровода. Внутридомо­ вые газопроводы распределяют газ от газопровода-ввода до места подключения газоиспользующего оборудования.

Снижение давления газа с высокого на низкое, со среднего на низкое осуществляется на ГРП. Основное назначение газорегуля­ торных пунктов — снижение давления газа и поддержание его на заданном уровне. На ГРП осуществляется также учет газа и может размещаться телекоммуникационное оборудование автоматизиро­ ванной системы управления технологическим процессом распреде­ ления газа (АСУ ТП РГ). Различают газорегуляторные пункты, га­ зорегуляторные пункты шкафного типа (ГРПШ), газорегуляторные пункты блочного типа (ГРПБ). ГРП представляют собой отдельно стоящие или пристроенные здания, внутри которых расположено технологическое оборудование. В ГРПШ технологическое обору­ дование размещается в металлическом корпусе. ГРПБ представля­ ют собой скомпонованное технологическое оборудование, которое

Ю